CN212614480U - 一种高速搅拌钻机 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种高速搅拌钻机,属于桩基施工技术领域,包括桩架、底盘、垂向回转动力系统、环向回转动力系统、动力头、回转压盘、钻杆、钻头、链条、固化材料泵送系统、高压气供给系统;桩架和底盘通过螺栓连接,垂向回转动力系统、环向回转动力系统均安装在底盘上,动力头通过导轨与桩架连接,回转压盘通过链条与垂向回转动力系统连接,回转压盘通过法兰与钻杆连接,钻杆通过法兰与钻头连接,固化材料泵送系统、高压气供给系统均通过高压胶管与钻杆连接。本实用新型通过将动力头下置,降低了钻机的重心,防止钻机在施工过程中前倾,通过仅设置一个动力头达到下钻和提钻的功能,减少了施工工序,提高了施工效率,节省了成本。
Description
技术领域
本实用新型涉及桩基施工技术领域,特别涉及到一种高速搅拌钻机。
背景技术
高层建筑、铁路或者桥梁的建设,均需要进行打桩,打桩时需要钻桩孔。根据不同的地质,钻孔后在钻孔中浇筑桩杆,这种桩称为灌注桩,或者在钻孔的同时喷入水泥浆,现浇成桩杆,这种桩称为搅拌桩。无论是灌注桩或者是搅拌桩,都会用到工程钻机。工程钻机的核心部件就是动力头,动力头的主要功能就是将动力部件产生的转矩和转速传递给钻具,实现钻具的连续钻孔和破碎岩石、砾石。随着建筑产业的大力发展,工程钻机的使用越来越广泛,对给钻具提供动力的动力头也提出了更高的要求。
目前,市场上常规的动力头,设备结构复杂、体积大、动力小、工作效率低、运输不便,另外,动力头一般安装在钻机的顶部,随着钻杆的进尺而逐渐降低,动力头重量较大,导致钻机的重心前倾并且上移,导致钻机施工时候的危险性较大。此外,也有将动力头分为上下两个部分,一部分在上部负责下压力和提升力,一部分在下部负责提供扭矩,但是这种结构比较复杂,施工工序繁琐,设备损耗严重。因此,为了解决上述问题,本实用新型提出了一种高速搅拌钻机。
实用新型内容
针对现有技术中存在的上述技术问题,本实用新型提出了一种高速搅拌钻机,克服了现有技术的不足。通过将动力头下置,降低了钻机的重心,防止钻机在施工过程中前倾,通过仅设置一个动力头达到下钻和提钻的功能,减少了施工工序,提高了施工效率,节省了成本。
为了实现上述目的,本实用新型采用如下技术方案:
一种高速搅拌钻机,其特征在于,包括桩架、底盘、垂向回转动力系统、环向回转动力系统、动力头、回转压盘、钻杆、钻头、链条、固化材料泵送系统、高压气供给系统、控制系统;所述动力头包括导轨、支架、液压马达、压紧缸、连接器、限位杆、卡块、回转套管、上部回转支承、下部回转支承、齿轮;所述桩架和底盘通过螺栓连接,所述垂向回转动力系统、环向回转动力系统均安装在底盘上,所述动力头通过导轨与桩架连接,所述回转压盘通过链条与垂向回转动力系统连接,所述回转压盘通过法兰与钻杆连接,所述钻杆与法兰之间采用销连接的方式进行连接,所述固化材料泵送系统、高压气供给系统均通过高压胶管与钻杆连接;所述导轨通过螺栓连接在支架上,所述液压马达通过螺栓连接在支架上,所述压紧缸和限位杆均通过螺栓与支架连接,所述连接器通过限位杆固定,所述压紧缸与连接器通过螺栓固定,所述连接器内安装有上部回转支承,所述卡块通过螺栓与上部回转支承连接,所述回转套管通过螺栓与齿轮连接,所述齿轮通过螺栓与下部回转支承的外环连接,下部回转支承的内环与支架通过螺栓连接。
优选地,所述连接器为多边形结构,连接器上均匀预留有六个孔,相邻孔之间的夹角为60°,压紧缸和限位杆交错分布于六个孔内,上部回转支承的外环与连接器连接。
优选地,所述卡块为钢铁材质,卡块分为楔形块和支杆,楔形块和支杆之间通过铰接连接,支杆的一端与上部回转支承的内环连接,楔形块在钻杆和回转套管内运动。
优选地,所述压紧缸为液压缸,压紧缸的行程小于楔形块的长度。
优选地,所述限位杆与支架连接的一端较粗,远离支架的一端较细,较细一端的直径小于连接器上预留孔的直径。
优选地,所述钻杆包含初始钻杆及外接钻杆,当无需加接钻杆时,钻杆仅为初始钻杆,当需要加接钻杆时,钻杆为初始钻杆与外接钻杆的组合,初始钻杆与外接钻杆直径相同,钻杆之间采用销连接的方式进行连接。
本实用新型所带来的有益技术效果:
通过将动力头下置,降低了钻机的重心,防止钻机在施工过程中前倾,通过仅设置一个动力头达到下钻和提钻的功能,减少了施工工序,提高了施工效率,节省了成本。
附图说明
图1为本实用新型一种高速搅拌钻机中钻机的结构示意图。
图2为本实用新型一种高速搅拌钻机中动力头的结构剖面示意图。
图3为本实用新型一种高速搅拌钻机中动力头的俯视图。
其中,1-桩架、2-底盘、3-动力头、4-回转压盘、5-钻杆、6-钻头、7-链条、31-导轨、32-支架、33-液压马达、34-压紧缸、35-连接器、36-限位杆、37-卡块、38-回转套管、39-上部回转支承、310-下部回转支承、311-齿轮。
具体实施方式
下面结合附图以及具体实施方式对本实用新型作进一步详细说明:
如图1~3所示,一种高速搅拌钻机,其特征在于,包括桩架1、底盘2、垂向回转动力系统、环向回转动力系统、动力头3、回转压盘4、钻杆5、钻头6、链条7、固化材料泵送系统、高压气供给系统、控制系统;所述动力头3包括导轨31、支架32、液压马达33、压紧缸34、连接器35、限位杆36、卡块37、回转套管38、上部回转支承39、下部回转支承310、齿轮311;所述桩架1和底盘2通过螺栓连接,所述垂向回转动力系统、环向回转动力系统均安装在底盘2上,所述动力头3通过导轨31与桩架1连接,所述回转压盘4通过链条7与垂向回转动力系统连接,所述回转压盘4通过法兰与钻杆5连接,所述钻杆5通过法兰与钻头6连接,所述固化材料泵送系统、高压气供给系统均通过高压胶管与钻杆5连接;所述导轨31通过螺栓连接在支架32上,所述液压马达33通过螺栓连接在支架32上,所述压紧缸34和限位杆36均通过螺栓与支架32连接,所述连接器35通过限位杆36固定,所述压紧缸34与连接器35通过螺栓固定,所述连接器35内安装有上部回转支承39,所述卡块37通过螺栓与上部回转支承39连接,所述回转套管38通过螺栓与齿轮311连接,所述齿轮311通过螺栓与下部回转支承310的外环连接,下部回转支承310的内环与支架32通过螺栓连接。
优选地,所述连接器35为多边形结构,连接器35上均匀预留有六个孔,相邻孔之间的夹角为60°,压紧缸34和限位杆36交错分布于六个孔内,上部回转支承39的外环与连接器35连接。
优选地,所述卡块37为钢铁材质,卡块37分为楔形块和支杆,楔形块和支杆之间通过铰接连接,支杆的一端与上部回转支承39的内环连接,楔形块在钻杆5和回转套管38内运动。
优选地,所述压紧缸34为液压缸,压紧缸34的行程小于楔形块的长度。
优选地,所述限位杆36与支架32连接的一端较粗,远离支架32的一端较细,较细一端的直径小于连接器35上预留孔的直径。
优选地,所述钻杆5包含初始钻杆及外接钻杆,当无需加接钻杆5时,钻杆5仅为初始钻杆,当需要加接钻杆5时,钻杆5为初始钻杆与外接钻杆的组合,初始钻杆与外接钻杆直径相同,钻杆5之间采用销连接的方式进行连接。
一种高速搅拌钻机的施工方法,其特征在于,采用一种高速搅拌钻机进行施工,具体施工步骤如下:
步骤一:启动钻机,钻机根据设计要求就位,调整桩架1和底盘2,保证钻机整体处于水平状态以及钻杆5处于垂直状态,试运行钻机5-10分钟;
步骤二:解除动力头3与初始钻杆的锁止装置,卸载动力头3中液压油缸的压力,启动垂向回转动力系统向上提升动力头3移动至钻杆5顶部;
步骤三:启动动力头3的液压油缸并推进加压,使得楔形加压模块与钻杆5间产生挤压力以保证两者之间不会产生相当滑动,并启动动力头3与钻杆5的锁止装置;
步骤四:启动环向回转动力系统,通过液压马达33带动回转套管38正向转动,进而驱动初始钻杆、钻头6正向转动,启动垂向回转动力系统,使得动力头3向下移动,进而带动初始钻杆、钻头6向下移动,与此同时启动固化材料泵送系统、高压气供给系统通过钻头6向土体内掺入固化材料;
步骤五:当动力头3带动初始钻杆向下移动到桩架1底部时,关闭环向回转动力系统、垂向回转动力系统、固化材料泵送系统、高压气供给系统,解除回转压盘4与初始钻杆之间的锁止装置,向上提升回转压盘4至设定高度后,重复步骤四以及该步骤上述流程,直至初始钻杆顶部距离地面3-5m;
步骤六:如需添加外接钻杆时,关闭环向回转动力系统、垂向回转动力系统、固化材料泵送系统、高压气供给系统,解除回转压盘4与初始钻杆之间的锁止装置,向上提升回转压盘4至设定高度后,将外接钻杆上部、下部分别与回转压盘4、初始钻杆连接后并锁止,类似地重复步骤二至步骤四及本步骤上述过程,直至完成所有外接钻杆的添加,当所有外接钻杆添加完成后或无需添加外接钻杆时,通过动力头3继续带动初始钻杆、钻头6或外接钻杆旋转并向下移动,直至搅拌至设定深度;
步骤七:调节环向回转动力系统、垂向回转动力系统使得回转套管38反向转动,使得动力头3带动初始钻杆、钻头6或外接钻杆向上移动并反向转动,固化剂搅拌系统和高压气供给系统继续通过钻头6向土体泵送固化剂及高压气;
步骤八:如已添加外接钻杆时,当上部第一节外接钻杆下端提升至地面以上0.5-2.0m高度时,关闭环向回转动力系统、垂向回转动力系统、固化材料泵送系统、高压气供给系统,解除动力头3与上部第一节外接钻杆之间的锁止装置,卸载动力头3中液压油缸的压力,向下移动动力头3至下一节钻杆5上部后,采用步骤三使得动力头3下一节钻杆5相对固定后,释放上部第一节外接钻杆与回转压盘4、下一节钻杆5的连接,移除该节钻杆5,然后回转压盘4向下移动与下一节钻杆5连接后并锁止,打开环向回转动力系统、垂向回转动力系统使得回转套管38反向转动,使得动力头3带动初始钻杆、钻头6或外接钻杆向上移动并反向转动,同时打开固化材料泵送系统、高压气供给系统,拆卸下一节外接钻杆类似得重复本步骤上述流程,直至完成所有外接钻杆的拆卸,使得桩架1上保留初始钻杆和钻头6或无添加外接钻杆时,持续提升初始钻杆和钻头6,最终待钻头6完全脱离土体后,关闭环向回转动力系统、垂向回转动力系统、固化材料泵送系统、高压气供给系统;
步骤九:平整搅拌桩附近场地,钻机移位进行下一根搅拌桩施工;
步骤十:重复步骤一至步骤八直至完成施工。
优选地,所述楔形加压模块与钻杆5间产生的挤压力范围为100kN-2000kN。
优选地,所述动力头3与初始钻杆或外接钻杆固定锁止同步移动时,动力头3向上、向下移动的速度范围为0.2-2.0m/min,动力头3向上移动速度不小于其向下移动速度。
优选地,所述高压气供给系统提供的高压气压力范围为0.2-2.0MPa,高压气的压力随着搅拌深度、搅拌阻力的增大而增大。
本实用新型一种高速搅拌钻机,通过将动力头下置,降低了钻机的重心,防止钻机在施工过程中前倾,通过仅设置一个动力头达到下钻和提钻的功能,减少了施工工序,提高了施工效率,节省了成本。
当然,上述说明并非是对本实用新型的限制,本实用新型也并不仅限于上述举例,本技术领域的技术人员在本实用新型的实质范围内所做出的变化、改型、添加或替换,也属于本实用新型的保护范围。
Claims (6)
1.一种高速搅拌钻机,其特征在于,包括桩架、底盘、垂向回转动力系统、环向回转动力系统、动力头、回转压盘、钻杆、钻头、链条、固化材料泵送系统、高压气供给系统、控制系统;所述动力头包括导轨、支架、液压马达、压紧缸、连接器、限位杆、卡块、回转套管、上部回转支承、下部回转支承、齿轮;所述桩架和底盘通过螺栓连接,所述垂向回转动力系统、环向回转动力系统均安装在底盘上,所述动力头通过导轨与桩架连接,所述回转压盘通过链条与垂向回转动力系统连接,所述回转压盘通过法兰与钻杆连接,所述钻杆与法兰之间采用销连接的方式进行连接,所述固化材料泵送系统、高压气供给系统均通过高压胶管与钻杆连接;所述导轨通过螺栓连接在支架上,所述液压马达通过螺栓连接在支架上,所述压紧缸和限位杆均通过螺栓与支架连接,所述连接器通过限位杆固定,所述压紧缸与连接器通过螺栓固定,所述连接器内安装有上部回转支承,所述卡块通过螺栓与上部回转支承连接,所述回转套管通过螺栓与齿轮连接,所述齿轮通过螺栓与下部回转支承的外环连接,下部回转支承的内环与支架通过螺栓连接。
2.根据权利要求1所述的一种高速搅拌钻机,其特征在于,所述连接器为多边形结构,连接器上均匀预留有六个孔,相邻孔之间的夹角为60°,压紧缸和限位杆交错分布于六个孔内,上部回转支承的外环与连接器连接。
3.根据权利要求1所述的一种高速搅拌钻机,其特征在于,所述卡块为钢铁材质,卡块分为楔形块和支杆,楔形块和支杆之间通过铰接连接,支杆的一端与上部回转支承的内环连接,楔形块在钻杆和回转套管内运动。
4.根据权利要求1所述的一种高速搅拌钻机,其特征在于,所述压紧缸为液压缸,压紧缸的行程小于楔形块的长度。
5.根据权利要求1所述的一种高速搅拌钻机,其特征在于,所述限位杆与支架连接的一端较粗,远离支架的一端较细,较细一端的直径小于连接器上预留孔的直径。
6.根据权利要求1所述的一种高速搅拌钻机,其特征在于,所述钻杆包含初始钻杆及外接钻杆,当无需加接钻杆时,钻杆仅为初始钻杆,当需要加接钻杆时,钻杆为初始钻杆与外接钻杆的组合,初始钻杆与外接钻杆直径相同,钻杆之间采用销连接的方式进行连接。
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